Modellazione acustico-fluidodinamica di silenziatori per motori a c.i. mediante l'approccio 3Dcell

Nowadays the question of noise pollution and his control is one of the most important subject of interest for car manufacturers in modelling internal combustion engine, together with the basilar aim of not compromising engine performances. For this reason, also at Politecnico of Milan, the Engine’s Group is developing new application programmes for the simulation and the study of all the components of an engine. The subject of this thesis have been then the simulation of the behaviour of some silencers by the simulation software Gasdyn, a well-established single-dimensional code, modelling that object separately from the whole engine: this condition could appear restrictive, but it is fundamental for the correct comprehension of the behaviour of a single silencer, independently from any other part. The first part of this thesis was very useful to understand this, varying the geometries and other parameters of various type of silencers, so that it could be possible to proceed to the focus of this work, the three-dimensional modelling of silencers and catalytic converters, to study the response to a noise source acting on the whole frequency range. This section has been carried out by the use of a recent calculation code, the 3Dcell: so the utility of this work was a further validation of the programme, and the comprehension of the response of silencers, varying different parameters, above all considering the transversal dimensions, and not only the longitudinal ones. Briefly, being also one of the first thesis concerning these subjects, it was a useful and stirring experience, which has given further suggestions about possible future development of the programme.

Il tema dell’inquinamento acustico e del suo contenimento è una delle tematiche a cui viene prestata sempre maggiore attenzione dalle case costruttrici nella progettazione dei propulsori a combustione interna, unitamente all’obiettivo principale di non inficiare le prestazioni dei propulsori. Per questo anche al Politecnico di Milano, nel Gruppo di Motori, sotto l’impulso delle sempre nuove problematiche a cui si deve far fronte, sono stati sviluppati alcuni programmi di calcolo per la simulazione e lo studio di tutte le componenti di un motore. Oggetto di questa tesi sono state pertanto la simulazione del comportamento di alcuni silenziatori tramite il software di simulazione Gasdyn, un consolidato programma di calcolo monodimensionale, modellando tali oggetti in maniera separata dal complesso-motore: tale condizione, pur apparendo limitante, è comunque fondamentale, consentendo di comprendere il comportamento proprio di ogni singolo silenziatore indipendentemente. Questa prima parte della tesi è stata utile proprio per la comprensione generale della risposta dei silenziatori al variare delle geometrie e delle altre caratteristiche, così da passare poi al punto focale del presente lavoro di tesi, ovvero la modellazione tridimensionale di silenziatori ed elementi catalitici, per poterne studiare anche in questo caso la risposta ad una sorgente sonora variante su tutto il campo di frequenze. Tale parte è stata eseguita utilizzando un programma di recente implementazione, ovvero il 3Dcell: con questa tesi si è quindi ottenuta un’ulteriore validazione di tale programma, cercando di capire la risposta dei silenziatori al variare di alcuni parametri, considerando quindi anche l’influenza delle dimensioni trasversali, e non solo di quelle longitudinali, come avveniva in precedenza. Tale lavoro di tesi è stato perciò utile e stimolante, consentendo di ottenere indicazioni maggiori circa le possibilità attuali e future del programma, essendo inoltre una delle prime tesi riguardante tale argomento.